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Ju-88與渦輪增壓

2022-12-21 05:50 作者:徐祺七  | 我要投稿

德國(guó)的廢氣渦輪增壓器主要由DVL設(shè)計(jì),具體的負(fù)責(zé)人是流體機(jī)械研究所Institut für Str?mungsma-schinen的所長(zhǎng)Werner von der Nüll,他主導(dǎo)開發(fā)了TK-9型渦輪增壓器,后來由Hirth公司進(jìn)行了量產(chǎn),主要是給Hs-128的DB-601使用的;還有后繼型號(hào)TK-11型,編號(hào)9-2281,以測(cè)試為目的進(jìn)行了小批量生產(chǎn)。

1937年DVL就給Hs-128定下了野心勃勃的指標(biāo),臨界高度16km升限16.8km

按照計(jì)劃,在結(jié)束Ju-88S-1的生產(chǎn)后到開始Ju-188的生產(chǎn)之間會(huì)有幾個(gè)月的空窗期,于是Junkers的Heinrich Hertel教授在1943年中期開始尋找一個(gè)臨時(shí)解決方案,最后的計(jì)劃就是在Ju-88A-4的機(jī)體上安裝TK-11渦輪增壓,將飛機(jī)的臨界高度提高到11km,水平極速550km/h,航程從Ju-88S-1的1100km達(dá)到1400km,因?yàn)樾嘛w機(jī)可以不需要GM-1及額外的操作和控制系統(tǒng),所以有效載荷也能從1000kg增加到1300kg。

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為了讓Junkers在這架原型機(jī)完成之前積累一點(diǎn)渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的操作經(jīng)驗(yàn),位于Oranienburg的Versuchsstelle für H?henflüge高空測(cè)試飛行中心,簡(jiǎn)稱VfH,給Junkers提供了一架He-111H-21(W-Nr.160417, T9+EL)。從1943年10月16日到12月20日,Junkers的飛行員在Dessau駕駛該機(jī)進(jìn)行了數(shù)次高達(dá)10km的飛行測(cè)試。

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時(shí)間回到1943年7月,RLM向Junkers公司提供了兩架二手的Ju-88A-4用于改裝,分別編號(hào)V93和V94,10月1日,Ju-88 V93(W-Nr.8722,NJ+BE)率先進(jìn)行了首飛,在經(jīng)過進(jìn)一步的測(cè)試和修改之后,V93于1943年11月1日在Dessau進(jìn)行了詳細(xì)測(cè)試,該機(jī)沒有安裝ETC掛架、俯沖減速板、武器、后機(jī)身油箱以及Bodenwanne(?)和Einfach-Linsendach(?)。

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1944年2月的Ju-88 V93照片,可以清晰地看見渦輪增壓器的進(jìn)氣口和排氣口

Ju-88 V93的TK-11 9-8211A-1渦輪增壓系統(tǒng)安裝在Jumo-211和發(fā)動(dòng)機(jī)防火墻之間一個(gè)450mm長(zhǎng)的空間中,新的發(fā)動(dòng)機(jī)被命名為Jumo-211Q,除了渦輪增壓以外還安裝了新的輔助滑油泵、Hydronalium合金增壓器葉輪、高空型火花塞和新的進(jìn)排氣系統(tǒng)。

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由于發(fā)動(dòng)機(jī)整體前移,所以測(cè)試機(jī)在后機(jī)身還安裝了140kg的壓艙物。到11月14日,V93已經(jīng)完成了8次試飛測(cè)試,其中5次是在6500-9350m的高空進(jìn)行的。飛機(jī)在試飛過程中暴露了大量問題,渦輪增壓器對(duì)Ju-88的飛行性能產(chǎn)生了巨大影響,飛起來非常不穩(wěn)定,主要原因在于渦輪增壓的排氣口排出的熱氣流對(duì)飛機(jī)的上層機(jī)翼氣流流動(dòng)產(chǎn)生了不利影響。

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V93舊版本的排氣口,分成上下兩個(gè)部分,下面的部分是前后開通的,讓沖壓空氣進(jìn)入和排出的廢氣混合進(jìn)行降溫,但明顯效果不理想
同上,V93的排氣口

除此之外,TK-11渦輪的表現(xiàn)也很差,控制廢氣流量的活板直接被燒毀了,導(dǎo)致飛行中無法控制進(jìn)氣壓力,同時(shí)渦輪前的廢氣溫度也過高,達(dá)到了970-990℃;還有另一個(gè)重要問題是渦輪機(jī)本身的冷卻空氣流量不足,指標(biāo)是0.2kg/s,但實(shí)際只有0.15kg/s,在9km高度的時(shí)候甚至降低到了0,渦輪機(jī)直接過熱。

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在11月14日的高空飛行測(cè)試中,V93的右發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣壓力在9250m突然暴跌到0,降落調(diào)查后發(fā)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪已經(jīng)徹底損壞,三根葉片斷裂,撕破了渦輪機(jī)的外殼,故障原因是冷卻空氣流量不足而導(dǎo)致的過熱,Hirth的工程師發(fā)現(xiàn)左側(cè)的渦輪機(jī)也差不多壞了,因?yàn)檫^熱導(dǎo)致葉輪的葉片開始松動(dòng)。

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隨后對(duì)TK-11渦輪增壓系統(tǒng)的改修花費(fèi)了大約4周的時(shí)間,Junkers首先改進(jìn)了渦輪的冷卻系統(tǒng),把發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣的溫度先降低了40℃,并增加了渦輪機(jī)冷卻空氣的流速,但12月17日的試飛當(dāng)中,V93在9000m的高空時(shí)渦輪突然爆炸,13枚葉片被炸毀,3枚松動(dòng)。后來Junkers和Hirth的工程師發(fā)現(xiàn)渦輪過熱的原因可能是排氣口處的壓力過高,限制了冷卻空氣的流速,于是他們按照下圖重新設(shè)計(jì)了TK-11的渦輪增壓系統(tǒng),從渦輪增壓的進(jìn)氣端引了一條空氣流路,非常簡(jiǎn)單粗暴地把一部分增壓過后的空氣噴射到冷卻渦輪機(jī)的空氣管道里。

Jumo-211Q的TK-11渦輪增壓系統(tǒng)圖解

1944年2月4日,V93號(hào)機(jī)終于完成了首次高空無故障飛行測(cè)試,在海波8250m的高空,渦輪機(jī)在910℃的排氣溫度下一度達(dá)到了20000rpm的最高轉(zhuǎn)速記錄,新的冷卻系統(tǒng)很有效,渦輪沒有再發(fā)射故障,但飛機(jī)的飛行特性依舊很糟糕。處于實(shí)驗(yàn)?zāi)康娘w機(jī)沒有安裝消焰系統(tǒng),結(jié)果飛機(jī)機(jī)翼頂部因?yàn)闇u輪機(jī)排出的廢氣擾亂了氣流導(dǎo)致副翼幾乎無法操縱,起飛后就幾乎墜毀;而且飛機(jī)也沒達(dá)到預(yù)期的性能,普通的Ju-88A-4的海平面極速約為390km/h,但V93只有340km/h,原因被歸咎于飛機(jī)的空氣動(dòng)力學(xué)性能很糟糕,而且發(fā)動(dòng)機(jī)后冷器的散熱效率不佳,計(jì)算為50%,但實(shí)際只有37%。

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V93的發(fā)動(dòng)機(jī)艙照片

Jumo-211Q的TK-11渦輪增壓系統(tǒng)比較特殊,在發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械增壓器進(jìn)氣道前有一道旁支引向渦輪增壓器的控制系統(tǒng),感知并保持這一段內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣壓力,隨著飛機(jī)的高度增加,進(jìn)氣壓力減少,控制系統(tǒng)就會(huì)調(diào)小廢氣節(jié)流閥的角度,使得渦輪機(jī)的轉(zhuǎn)速越來越快,在7km的高度上達(dá)到最高18000rpm,隨后飛行員就要手動(dòng)切換TK-11的增壓壓力為高速擋0.65ata,渦輪機(jī)的轉(zhuǎn)速就回到了14000rpm,并且在11.3km的高空達(dá)到了第二次臨界高度,此時(shí)的渦輪增壓還需要飛行員手動(dòng)完成大部分控制工作,因?yàn)閷?duì)應(yīng)的自控系統(tǒng)還在開發(fā)中。

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V93的發(fā)動(dòng)機(jī)艙照片,包括螺旋槳在內(nèi)總重為1655kg

Ju-88V93的測(cè)試結(jié)果由于廢氣問題并不理想,不過V94也因此修改了發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣系統(tǒng),雖然只是用一塊板子把排氣管墊高,但就是這樣一個(gè)簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì),不僅讓Ju-88的操縱性能回到了原來的水平,其海平面極速也達(dá)到了370km/h,甚至由于排氣管對(duì)著吹的機(jī)翼表面溫度降低到了60℃以下,原來墊在這里防止過熱的金屬板也能被拆掉了,飛機(jī)的重量也變輕了。

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Ju-88V94的渦輪排氣口照片,極其簡(jiǎn)單粗暴得拉高,類似的設(shè)計(jì)后來被Ju-388所使用
Ju-388V7的渦輪排氣口,早期型沒有墊高時(shí)機(jī)翼也被燒得漆黑,非常危險(xiǎn)
Ju-388L1的照片,可以看見渦輪排氣口被墊高了不少

V94的機(jī)況和V93差不多,不過拆除了飛機(jī)上的所有裝甲,因此后機(jī)身的壓艙物也不需要了,整機(jī)的飛行重量為11290kg,滿載燃料,機(jī)組三人,此外還換裝了新的中冷器,1944年4月6日,Ju-88V94(W-Nr. 5790,KN+PL)飛抵Dessau,很快就達(dá)成了9.6km高空無故障飛行的記錄,隨后在4-5月繼續(xù)了進(jìn)一步的測(cè)試,飛機(jī)一度達(dá)到了10.3km的高空,之后也修復(fù)了各種小問題,比如散熱器調(diào)節(jié)擋板的電動(dòng)馬達(dá)在高空被凍住、排氣管由于通風(fēng)不良被積碳堵住、火花塞只飛行了三四個(gè)小時(shí)就失效了等等。修正后的V94海平面極速甚至達(dá)到了405km/h,在10km高空極速為500km/h(預(yù)期結(jié)果為550km/h),海平面爬升率8m/s,9km爬升率3m/s,爬升率如此低下的原因依舊是無法解決渦輪排氣引起的機(jī)翼表面氣流紊亂導(dǎo)致的。

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V94的發(fā)動(dòng)機(jī)艙照片,可以清晰地看見渦輪增壓系統(tǒng)讓Ju-88的發(fā)動(dòng)機(jī)艙變長(zhǎng)了不少

至于修改后的TK-11渦輪增壓系統(tǒng),原本預(yù)計(jì)渦輪機(jī)在20000rpm的轉(zhuǎn)速下臨界高度為11.3km,但由于Ju-88機(jī)體限制爬升不到這個(gè)高度所以無法驗(yàn)證;至于預(yù)期中的550km/h極速,德國(guó)人覺得可以繼續(xù)通過改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)后冷器和廢氣排管來實(shí)現(xiàn)。

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V94的發(fā)動(dòng)機(jī)艙照片
V94的發(fā)動(dòng)機(jī)艙照片

1943年底,Junkers給裝備了TK-11渦輪增壓系統(tǒng)的Ju-88A-4重新命名為S-5系列,同時(shí)收到了RLM的75架飛機(jī)訂單,但在1944年3月2日的高層會(huì)議上Ju-88S-5被取消了,戰(zhàn)爭(zhēng)形勢(shì)讓RLM將重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到了夜間戰(zhàn)斗機(jī)Ju-88G上。

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Ju-88V93一直服役到1944年4月底,累積試飛時(shí)長(zhǎng)31小時(shí)42分鐘,試飛了42次,其中9次是在9-10km的高空進(jìn)行的,在這之后它被改裝成了A-16,然后又被拉去改成了榭寄生,而Ju88V94作為測(cè)試機(jī)則服役到了1944年6月中旬,累積試飛時(shí)長(zhǎng)17小時(shí)25分鐘,試飛了17次,其中8次是在9-10km的高空進(jìn)行的,后來也被拉去改成了榭寄生。

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有關(guān)使用Jumo-211的Ju-88安裝渦輪增壓系統(tǒng)的故事就到此為止了,但其實(shí)早在Ju-88和V93和V94之前一年,就有人考慮為Ju-88裝備使用渦輪增壓器的BMW-801發(fā)動(dòng)機(jī),他們就是前文提到的位于Oranienburg的高空飛行實(shí)驗(yàn)中心Versuchsstelle für H?henflüge,簡(jiǎn)稱VfH,VfH的主要任務(wù)是對(duì)其他歐洲國(guó)家進(jìn)行空中偵查,因而聚集了一大批當(dāng)時(shí)德國(guó)空軍內(nèi)部最好最有經(jīng)驗(yàn)的飛行員,比如Siegfried Knemeyer、Cornelius Noell,他們的飛機(jī)也大部分是改裝特制的,比如1940年初VfH接收了兩架Dessauer工廠特別改裝的Ju 88 Sa-1執(zhí)行英國(guó)上空的偵察任務(wù)。

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BMW-801TJ的剖面圖,BMW盡力在壓縮渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)整套系統(tǒng)的體積

BMW-801TJ——T表示發(fā)動(dòng)機(jī)QEC艙,M則是裸機(jī),J才是發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)名,該型號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)也可以叫TI,有說法認(rèn)為其原名為TI,后來在德國(guó)空軍內(nèi)部以訛傳訛成為了TJ——是德國(guó)空軍唯一量產(chǎn)了的帶有廢氣渦輪增壓器的汽油發(fā)動(dòng)機(jī),該發(fā)動(dòng)機(jī)源于項(xiàng)目P.8001,是基于BMW-801D建造的,1942年7月就有14臺(tái)進(jìn)行了交付,RLM計(jì)劃將他們安裝在Hs-130和Ju-88上,但實(shí)際上只有Hs-130C/V4(NK+EB)安裝了,該機(jī)于1942年11月27日完成了首飛。

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BMW-801TJ這款發(fā)動(dòng)機(jī)最大的特點(diǎn)就是渦輪設(shè)計(jì)非常不尋常。當(dāng)時(shí)的渦輪增壓器——比如德國(guó)人的DVL和美國(guó)人的GE產(chǎn)品——都是純粹的風(fēng)冷式恒壓渦輪。

現(xiàn)在的渦輪基本上都是油冷式的

當(dāng)時(shí)還沒有油冷渦輪的技術(shù);德國(guó)人的渦輪形制資料不多,不過應(yīng)該和美國(guó)人的沒什么區(qū)別,那么先看下圖:

這是典型的美式轟炸機(jī)渦輪增壓器的布置圖,我們能清晰地看見中冷器進(jìn)氣道分出來了一小支,將空氣輸送到渦輪增壓器的軸承和葉輪處進(jìn)行冷卻
同上圖
依舊同上圖

但如此設(shè)計(jì)就有一個(gè)問題,那就是冷卻空氣可以冷卻渦輪軸和廢氣渦輪盤,但是卻無法冷卻直接和廢氣接觸的葉輪,那么該怎么辦呢?答案也很簡(jiǎn)單,直接將葉輪外置,以損失一部分廢氣能量和阻力增加的代價(jià)進(jìn)行葉輪的冷卻:

P-38的渦輪,外置設(shè)計(jì),只是在上面套了個(gè)殼子
P-47的渦輪,同樣也只是套了個(gè)殼子
B-17的渦輪
同上,還是外置設(shè)計(jì)


這些都是當(dāng)時(shí)典型的渦輪增壓器設(shè)計(jì),這種渦輪由于必須外置葉輪進(jìn)行冷卻,所以發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣在噴嘴箱Nozzle Box處就必須膨脹到環(huán)境壓力的水平,這意味著發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)損失不少?gòu)U氣能量,再加上定壓渦輪本身對(duì)廢氣的利用效率就不如脈沖渦輪(復(fù)合渦輪就是典型的脈沖渦輪,而二戰(zhàn)時(shí)渦輪增壓器基本上都是定壓渦輪),直接導(dǎo)致了渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣推力非常非常低,而排氣推力對(duì)于二戰(zhàn)的活塞飛機(jī)來說是很重要的,比如下圖里Jumo-213A在18000英尺的高空有340磅排氣推力,Jumo-213E在32000英尺則有380磅,而筒高度的Jumo-004甚至也只有600磅左右的推力,而常規(guī)的渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)這一數(shù)據(jù)幾乎等于0。

恒壓渦輪和脈沖渦輪的不同之處在于利用廢氣的峰值壓力不同
美軍軍教片中渦輪增壓的剖面
Jumo-213E的排氣推力
Jumo-213A的排氣推力

這時(shí)候慕尼黑的BMW公司對(duì)于渦輪增壓的設(shè)計(jì)則另辟蹊徑,避免了舊有系統(tǒng)的缺陷,他們把渦輪的軸和葉片全部掏空,使得風(fēng)冷渦輪的散熱可以在內(nèi)部進(jìn)行,并且將冷卻完葉片的空氣直接從葉片外端排放到廢氣中進(jìn)行混合,實(shí)現(xiàn)了廢氣能量的最大化利用,這樣的設(shè)計(jì)使得發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪能夠內(nèi)嵌在機(jī)體里面,不需要額外凸出徒增飛機(jī)阻力:

BMW-801TJ的渦輪分析圖

空心葉片這項(xiàng)設(shè)計(jì)最早是1937年12月BMW公司的Alfred Müller博士設(shè)計(jì)的,并且獲得了專利,在1942年之前,BMW-801TJ的渦輪增壓設(shè)計(jì)也是實(shí)心葉片,至少后來進(jìn)行了全新的推翻設(shè)計(jì),不僅引入了空心葉片技術(shù),也通過修改細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)讓葉片尖端速度從365達(dá)到了400mps(原文如此),BMW-801TJ的空心葉片是鉻錳鋼D712建造的,1942年1月完成了100小時(shí)測(cè)試,實(shí)際上發(fā)動(dòng)機(jī)完全可以在廢氣進(jìn)入渦輪前安裝熱交換器進(jìn)行冷卻,但可能由于為了發(fā)動(dòng)機(jī)的緊湊性,BMW似乎沒有考慮過這個(gè)設(shè)計(jì)。

BMW的空心葉輪技術(shù)最后被用到了大量噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)上,圖中是HeS-011

Jumo-004的空心葉輪
這是BMW-003的空心葉輪

很明顯BMW的設(shè)計(jì)是很先進(jìn)的,理論上它能夠讓發(fā)動(dòng)機(jī)額外產(chǎn)出430ps動(dòng)力和80kg的推力(雖然由于BMW-801本身的問題沒有實(shí)現(xiàn)),而其他兩種渦輪只有250ps左右,BMW的渦輪是由Borsig工廠進(jìn)行生產(chǎn)的,這也是一家老牌工廠了,是做蒸汽機(jī)車起家的,現(xiàn)在是萊茵金屬旗下的公司,生產(chǎn)一直持續(xù)到19444月,工廠由于盟軍空襲而失去了生產(chǎn)能力。

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BMW-801TJ的照片,它有四塊環(huán)繞發(fā)動(dòng)機(jī)的中冷器

BMW-801TJ的略圖

BMW-801TJ-0 是最初的型號(hào),也是下文中使用的型號(hào),Startleistungdes動(dòng)力檔海平面輸出為1615 PS,Steig- und Kampfleistung動(dòng)力檔海平面輸出為1472 PS,臨界高度12,3 km輸出為1430 PS;后續(xù)的BMW 801 TJ-1動(dòng)力性能則更進(jìn)一步,海平面輸出1810 PS臨界高度11km為1490 PS,后來通過改進(jìn),TJ-1甚至可以使用MW-50,噴射150kg/h的MW-0可以提升320ps,噴射250kg/h的MW-50則能提升420ps,也就是最高可以輸出2230ps的動(dòng)力,達(dá)到了渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的正常提升水平。

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BMW-801TJ的照片,可以清晰地看見閃閃發(fā)亮的大型中冷器
BMW-801TJ的渦輪葉輪


但TJ-0后續(xù)則表現(xiàn)不甚理想,它的排氣管噴嘴最初的截面為3.2 dm2,但經(jīng)過多次修改,在1944年10月交付的版本中,其出口截面為4.2 dm2,這直接導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)臨界高度下的廢氣推力損失了30kg左右,但BMW方面做出這種修正的理由不明。

Ju-388測(cè)試報(bào)告里的BMW-801TJ排氣推力,TJ-1的推力比TJ-0要多不少
BMW-801TJ的最大問題不在于渦輪,而是在于發(fā)動(dòng)機(jī)本體的壽命比渦輪還要低;其渦輪增壓平均壽命超過120小時(shí),而發(fā)動(dòng)機(jī)本體只有不到100小時(shí),最為極端的案例V73不到20小時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)就壞了


話題回到Ju-88上來,1941年2月,編號(hào)W-Nr. 0648 (GE+ YM)的Ju-88C-4在改裝下成為了C-7,換裝了BMW-801A發(fā)動(dòng)機(jī)并且加裝了偵查設(shè)備并于同年9月交付給了VfH,注冊(cè)號(hào)變更為K9+VH。1942年4月,在Siegfried Knemeyer的推動(dòng)下該機(jī)成為了第一架安裝了GM-1系統(tǒng)的Ju-88,并且于同年夏季成功執(zhí)行了對(duì)亞歷山大、塞得港、蘇伊士三個(gè)軍事重地的偵查任務(wù),而在K9+VH之前德國(guó)人在此地的偵查行動(dòng)因?yàn)閲娀饝?zhàn)斗機(jī)的攔截已經(jīng)數(shù)月沒有成功過了。

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Ju-88C-7出色的高空性能并沒有讓VfH停下腳步,他們繼續(xù)尋求一種提升飛機(jī)高空性能的解決方案,因此在1942年秋季VfH決定將兩架Ju-88改裝使用帶渦輪增壓器的BMW-801TJ型發(fā)動(dòng)機(jī),第一架被改裝的飛機(jī)就是W-Nr. 0648(編號(hào)又變更為T9-EH);然而此時(shí)Junkers是工廠由于長(zhǎng)期超負(fù)荷遠(yuǎn)轉(zhuǎn),所以改裝工作只能由VfH自己在Oranienburg進(jìn)行了,Junkers公司只能提供飛機(jī)的設(shè)計(jì)圖紙和零部件來幫助他們。

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T9+EH的照片

1942年10月,期盼已久的兩臺(tái)BMW-801TJ抵達(dá)了Oranienburg,這兩臺(tái)是以BMW-801D為基礎(chǔ)改裝的實(shí)驗(yàn)型號(hào),編號(hào)V74和V79。VfH方面很快就完成了改裝,11月29日,飛機(jī)進(jìn)行了發(fā)動(dòng)機(jī)地面試車,在增壓壓力最高的情況下達(dá)到了2500rpm,第二天進(jìn)行的試車中發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出也很令人滿意,但測(cè)試過程中發(fā)現(xiàn)由于機(jī)翼上表面氣流的下壓力問題會(huì)讓渦輪增壓排出的廢氣一直黏在機(jī)翼上,導(dǎo)致機(jī)翼油漆剝落甚至高溫變形,甚至?xí)紮C(jī)翼附近的油箱,德國(guó)人對(duì)此只是先安裝了排氣導(dǎo)流板進(jìn)行緩解。

T9+EH的四葉螺旋槳

1942年12月1日,裝備了渦輪增壓型BMW-801TJ的Ju-88 T9-EH進(jìn)行了首飛,其速度僅僅略低于裝備了BMW-801D的普通型Ju-88,在之后的測(cè)試飛行中爬升高度超過了6km,隨之也暴露了飛機(jī)的一些問題,比如發(fā)動(dòng)機(jī)在5-6km左右的高度上震顫十分激烈,有可能是因?yàn)槁菪龢到y(tǒng)的問題,所以德國(guó)人通過將強(qiáng)冷風(fēng)扇前移5mm平衡發(fā)動(dòng)機(jī)重心解決了這個(gè)問題。

T9+EH的照片,可以清晰看見鋪設(shè)在渦輪排氣口防止過熱的鋼板
同上,鋼板和機(jī)翼之間還鋪設(shè)了一層石棉網(wǎng),但機(jī)翼表面依舊被熏得漆黑

12月5日,T9-EH在5-6km的高空進(jìn)行了一個(gè)半小時(shí)的試飛,發(fā)動(dòng)機(jī)也進(jìn)行了全功率飛行測(cè)試,但廢氣灼傷機(jī)翼和油箱的問題依舊十分嚴(yán)重,只能嘗試用石棉網(wǎng)和鋼板遮住機(jī)翼表面,德國(guó)人又把渦輪的排氣管被拉高了20mm,并且從廢氣渦輪葉輪冷卻空氣入口拉出一根新的通風(fēng)道管,將冷卻空氣從下往上吹到渦輪排氣管處,這一系列操作后機(jī)翼上表面的氣流僅有200-300℃,基本上解決了過熱問題。

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1943年春天在Oranienburg,T9-EH又進(jìn)行了一些列的飛行測(cè)試,在起飛重量11.6噸的情況下于11.4km使用Kampfleistung動(dòng)力檔飛機(jī)達(dá)到了584km/h,使用H?chstdauerleistung動(dòng)力檔也有523km/h,飛機(jī)在11.7km的爬升速度還有1m/s。

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渦輪增壓的BMW-801TJ和臺(tái)架測(cè)試的數(shù)據(jù)一樣表現(xiàn)良好,即使在熱帶條件下汽缸蓋溫度也一直低于限制值,增壓空氣的溫度也在接受范圍內(nèi),唯一的問題是在9.5km以上的高空發(fā)動(dòng)機(jī)滑油的溫度會(huì)飆升。

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1943年7月,VfH將T9-EH轉(zhuǎn)交給了BMW進(jìn)行測(cè)試,BMW在該機(jī)上測(cè)試積累了大量渦輪增壓的使用經(jīng)驗(yàn),1944年4月T9-EH被送還給了Oranienburg,但此時(shí)德國(guó)空軍已經(jīng)對(duì)該機(jī)失去了興趣,重新編號(hào)為T9+BL,換裝了Ju-88S-3的機(jī)翼并使用Jumo-213A發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試MW-50和GM-1系統(tǒng)。

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除了T9-EH以外,還有數(shù)架Ju-88被改裝成了渦輪增壓的BMW-801TJ發(fā)動(dòng)機(jī),但是具體事跡并不清晰,比如W-Nr.430130 (SC+CL),沒有資料說明其是在什么時(shí)候進(jìn)行的改裝,只知道1943年中期VfH和Junkers公司合作駕駛該機(jī)進(jìn)行數(shù)次測(cè)試,編號(hào)當(dāng)時(shí)改為了T9+GH:

為數(shù)不多的幾張T9+GH照片

在1.2ata進(jìn)氣壓2300rpm轉(zhuǎn)速下該機(jī)在11.4km達(dá)到了590km/h,在1.32ata 2400rpm下則是620km/h,在1.45ata和2500rpm下則在10.5km的高空達(dá)到了635km/h的速度。

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此外該機(jī)的飛行試驗(yàn)報(bào)告還說明BMW-801的內(nèi)置進(jìn)氣道讓飛機(jī)的臨界高度降低了400m,而且因?yàn)樵鰤嚎諝獾臏囟纫惨虼松吡?0℃,臨界高度又降低了100m,功率也降低了4%。

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T9+GH的速度測(cè)試

1943年10-11月,T9+GH在擴(kuò)大了冷卻空氣出口截面后進(jìn)行了試飛,但汽缸蓋溫度依舊高達(dá)235℃,于是BMW設(shè)計(jì)了新的033式強(qiáng)冷風(fēng)扇,其結(jié)果是在11月17日爬升到10km的測(cè)試中飛機(jī)的汽缸蓋溫度僅僅只有208℃,該機(jī)后面的事跡不明,有說法認(rèn)為其參與過偵查英國(guó)本土的實(shí)戰(zhàn)任務(wù)。

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1944年2月,還有兩架大修后的Ju-88D-1被拉去改裝成為了BMW-801TJ的載機(jī),分別是W-Nr.430373 (RA+OS)和W-Nr.430409 (BG+QI),具體事跡不詳。

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除了這四架Ju-88以外,一架Ju-188 W-Nr. 260308 (RM+UH)也換裝了BMW-801TJ,該機(jī)于1944年中期才在Rechlin進(jìn)行了首飛,后續(xù)進(jìn)行了高達(dá)12km的高空飛行測(cè)試,但由于缺乏燃料進(jìn)一步測(cè)試開展得非常緩慢,而且廢氣的問題依舊沒解決,導(dǎo)致1944年8月飛行40小時(shí)后該機(jī)的襟翼被廢氣破壞,只能繼續(xù)用鋼板鋪在上面防止過熱,1944年9月17日該機(jī)墜毀,全體機(jī)組人員死亡,事故原因經(jīng)調(diào)查確定為BMW-801TJ的發(fā)動(dòng)機(jī)主連桿卡死導(dǎo)致,而此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)僅僅只工作了50個(gè)小時(shí),不過根據(jù)VfH的報(bào)告說:“裝備BMW-801TJ發(fā)動(dòng)機(jī)的Ju-188測(cè)試非常順利?!?/p>

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需要注意的是,以上這些Ju-88實(shí)際上都沒有增壓座艙,投入實(shí)戰(zhàn)是幾乎沒有意義的,再加上BMW的設(shè)計(jì)過于復(fù)雜,所以盡管1943年5月RLM下了一份降20架Ju-88改裝為BMW-801TJ的訂單,但僅僅兩個(gè)月后就被取消了,原有的機(jī)體作為Ju-88T-1交付,使用正常的BMW-801發(fā)動(dòng)機(jī);而BMW-801TJ的命運(yùn)也不好,盡管交付了接近100臺(tái),但1945年2月RLM還是決定放棄在風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)上安裝渦輪增壓器,并且開始研究以Jumo-213為基礎(chǔ)的渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)快速替換方案。


Ju-88與渦輪增壓的評(píng)論 (共 條)

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